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Seminario Internacional De Túneles y Aplicaciones ITS. Buenos Aires - Argentina

EMULSIONES BOMBEABLES GASIFICADAS PEQUEÑO DIAMETRO Aplicación en Túneles y Minería Subterránea Sistema UBT

Marzo 2010 Autor: Antonio Guerra C.

Energía & Servicios a la Minería

TEMARIO

•

Definición del sistema (UBT).

•

Características de la Emulsión y Producto.

•

Componentes de equipo bombeador.

•

Beneficios del Sistema.

•

Limitaciones del Sistema.

•

Etapa del Proceso de Carguío y Control.

•

Experiencias.

•

Conclusiones.

Definición del Sistema ¾

SISTEMA UBT: Tecnología basada en una emulsión bombeable gasificada, diseñada para tunelería y labores de desarrollo horizontales en minería subterránea.

¾

Recomendable para perforaciones horizontales de diámetro > a 51 mm.

¾

Mediante gasificación química obtiene su condición de explosivo al interior de la perforación.

¾

La matriz base se denomina UG - 06

¾

El producto explosivo se denomina Emultex PDBG.

¾

Ante de su gasificación se transporta, almacena y transfiere una emulsión inerte de alta estabilidad sin riesgo de explosión.

Características de la Emulsión y Producto Emulsión: UG – 06

Producto:

•

• Densidad entre 1,05 a 1,15 gr/cc.

• • •

Emulsión del tipo “agua en aceite”, balance de oxigeno negativo, cercano al cero. Densidad 1,35 – 1,40 r/cc. Viscosidad 170.000 – 250.000 cp. Duración o “shell life” 3 meses.

•

Aditivos:

•

L-9: Solución Gasificante. Densidad 1,06 gr/cc

•

N-17: Acelerante de reacción. Densidad 1,06 gr/cc.

Emultex PDBG

• Viscosidad 150.000 – 160.000 cp. • Velocidad de detonación 3.600 a 4.000 m/s. • Baja emisión de gases nocivos CO y NO2. • Excelente resistencia al agua. • “Shell life” mayor a tres días desde el momento de bombeo en la perforación

La Fábrica

Manguera Producto

Cable Eléctrico

Aplicaciones

Emulsiones Bombeables Gasificadas Sistema usadas en Obras Civiles...túneles para Centrales Hidroeléctricas y Viales.......... Quilleco, La Confluencia, Salto Kennedy (Chile), túnel La Línea (Colombia) y minería subterránea.

Beneficios del Sistema En lo Operacional: • • • • • • • • • • • •

Aumento de diámetro de perforación Disminución de perforación en round de voladura (eventual) Aumento de avance por voladura Menor tiempo en evacuación de gases Granulometría menor y homogénea Mejores rendimiento de equipos de extracción Disminución de ciclos operacionales Mejoras en la Productividad Mejores Costos Globales Menor daño al macizo rocoso Menos sobreexcavación Menor acuñadura

Beneficios del Sistema

En Seguridad: • Almacenamiento, Transporte y Manipulación de de Emulsión sin riesgo de explosión (material Noexplosivo). Control pérdida de producto: • Sin perdida de producto. Controlado a través del PL (Kilos necesarios, kilos entregados) Otros: • Eliminación de instalaciones de Polvorines para altos explosivos.

Limitaciones del Sistema

Del Equipo: •

Revisión periódica de porcentajes de adición de aditivos (calibración)

De la Emulsión: • •

Periodo de almacenamiento (3 meses) Temperatura de gasificación bajo 35°C (hasta -10°C)

De la Planificación Mina: •

Exigente en planificación y estrategia de desarrollo.

Operación, Etapas del Proceso

Perforación

Posicionamiento UBT

Primado

Preparación de Carguío

Carguío

Tapado

Amarre

Tronadura

Actividades de Control del Producto Muestreo de densidad del producto

Experiencia: Obras Civiles - Túnel Quilleco Parámetros de Diseño, consumo y costos por disparo PARAMETROS Área Volumen removido Perforaciones vacías Diámetro de perforación N° de perforaciones Rendimiento Largo de perforación Avance real Factor de carga

Unidades m² m³ Unid mm Unid % m m kg/m³

Tronex 68,79 261,4 4 45 126 95 4,0 3,8 1,24

Emulsión PDBG 68,79 275,16 4 51 96 100 4,0 4,0 1,57

kg kg kg kg

29,61 293,76

29,61 36,96

323,37

366,00 432,57

Consumos Explosivos (Equivalentes a anfo) Softron Tronex 1 1/4 x 16 Anfo Emulsión PDBG Total Accesorios Nonel Cordón detonante Mecha+detonador

Unid m Unid

126 150 2

96 150 2

Costos US$ Total Explosivos Total Accesorios Perforación

US$ US$ US$

948,12 286,24 2596,51

806,48 227,48 1997,32

COSTOS TOTAL DISPARO Ahorro por disparo

US$ %

3830,87

3031,28 20,87

Experiencia: Obras Civiles - Túnel Kennedy Parámetros de Diseño, consumo y costos por disparo PARAMETROS Área Volumen removido Perforaciones vacías Diámetro de perforación N° de perforaciones Rendimiento Largo de perforación Avance real Factor de carga

Unidades m² m³ Unid mm Unid % m m kg/m³

Emulsión PDBG 73,6 321,63 3 51 93 95 4,6 4,37 1,42

Anfo 73,6 270,85 3 45 113 92 4,0 3,68 1,26

Consumos Explosivos (Equivalentes a anfo) Softron Tronex 1 1/4 x 8

kg kg

25,5 39,9

38,2 25,5

Anfo

kg

Emulsión PDBG

kg

E-PDBG

Total

308 391,1 456,5

371,7

Unid

93

113

Cordón detonante

m

150

150

Mecha+detonador

Unid

2

2

US$ US$ US$ US$ US$

107,3 96,3

181,8 75,1 226,4

600,7 804,3

483,3

US$ US$ US$ US$ US$

160,47 32,42 192,9 2139 720

194,98 32,42 227,41 2260 1200

US$

3856

4171

Longitud del Túnel (m) N° Disparos Tiempo de ejecución Costo por Voladura Costo Operación TOTAL COSTO DESARROLLO

Accesorios Nonel

Costos US$ Explosivos Softron Tronex 1 1/4 x 8 Anfo Emulsión PDBG Total Explosivos Accesorios Nonel Cordón Total Accesorios Perforación Recursos HH COSTOS TOTAL DISPARO

Diferencia

2.000 Unid Días US$ US$ US$

Anfo

458 198 1.764.760 7.920.000 9.684.760

512 222 2.133.504 8.880.000 11.013.504

US$

1.328.744

13,7%

7,6 %

MINA EL SOLDADO

Porcentaje de Avance

Experiencias: Minería Subterránea. 100%

91%

96%

93%

97% 80%

91 %

80% 60% 40% 20% 0% 2

10

7

35

3

3

N° de Disparos

Parámetros de P & T considerados para la evaluación anual Emulsión Anfo

Sección (m x m)

Escenario Conservador Pruebas 5,0 x 3,7

5,0 x 3,7

N° de tiros por disparo

5,0 x 3,7 49

Sección (m x m) N° de tiros por disparo

49

49

Longitud de perforación (m)

4,6

Longitud de perforación (m)

4,6

4,6

Diámetro de perforación (mm)

51

Diámetro de perforación (mm)

51

51

Avance por disparo (m)

4.0

Avance por disparo (m)

4,2

4,4

Eficiencia (%)

87

Eficiencia (%)

91

96

N° de tiros a cargar

48

N° de tiros a cargar

48

48

Tiroa a cargar con Anfo

33

Tiroa a cargar con Anfo

40

40

Tiros a cargar con tronex

7

Tiroa a cargar con tronex

0

0

Tiros a cargar con precorte

8

Tiros a cargar con precorte

8

8

Duración (mes)

12

Duración (mes)

11,4

10,9

Número de disparos totales

2000

1909

Número de disparos totales

2100

Ahorro Costo Anual Costos de carguío Anual (US$)

Costos de carguío Anual (%) Escenario Conservador (avance 91 %x disparo) ITEM

Escenario según resultados (avance 96 %x disparo)

Anfo

Emulsión

Anfo

Emulsión

Tronadura

21.93

32.90

21.73

32.90

Perforación

24.91

23.66

24.68

23.65

Operación

47.48

43.27

47.04

43.28

Personal

0.55

0.13

0.54

0.13

Ventilación

0.19

0.04

0.18

0.04

Traslado

1.02

1.94

Espera por Ventilación

3.92

3.89

Escenario Conservador (avance 91 %x disparo)

ITEM

Anfo

Total (%) Diferencia (%)

100.00

100.29

0.29

633.438

952.973

633.438

719.477

685.216

719.477

654.070

1.371.300

1.253.500

1.371.300

1.196.523

29.450

Personal

15.600

3.640

15.600

3.640

5.513

1.050

5.513

1.002

2.887.928

Total

240000

190000

140000

90000

40000

92

93

94

95

96

%de Avance con Emulsión

97

113.150 2.896.379 8.451 -

Diferencia

290000

91

56.223

113.150

Porcentaje de Avance v/s Diferencia a Favor de la Emulsión

-10000 90

909.656

Traslado

Espera por Ventilación

5.14

Emulsión

Perforación Operación

94.86

Anfo

Tronadura

Ventilación

100.00

Emulsión

Escenario según resultados (avance 96 %x disparo)

98

99

100

2.914.701

2.764.891 149.810

Sistema UBT – Costos Minera el Peñón

Se realizaron 22 tronaduras de prueba. El Costo Unitario de Disparo Anfo = 49,83 [US$/m3] El Costo Unitario de Disparo PDGB = 48,12 [US$/m3]

Costos Costos por Disparo Costos incluyen explosivos y accesorios

Alternativas Anfo Emulsiones

Costo Total por Disparo (US$)

301.637

486.880

Costos de Perforación Anual (US$) ITEM

Perforación por disparo (m)

Anfo

Emulsión Conservador Pruebas

225,4

225,4

225,4

Perforación año (m)

473.340

450.800

430.289

Costo anual Perforación (US$)

719.477

685.216

654.039

Costos de Operación Equipo

Anfo

Modalidad Emulsión

Boomer

646.800

616.000

588.000

PT

110.250

52.500

50.113

Scoop

614.250

585.000

558.409

Total

1.371.300

1.253.500

1.196.522

Costos Oportunidad

Costo Adicional por Traslado Modalidad con Anfo

EQUIPO

Conservador

Boomer

Pruebas

18.500

35.318

PT

1.900

3.627

Scoop

9.050

17.277

29.450

56.222

Total Traslado

Costo de Espera por Ventilación BOOMER

PT

SCOOP

PERSONAL

Operaión (hra)

1

1

1

1

Costo US$/hra

154

35

17

4

Costo Total (US$)

56.210

12.775

42.705

1.460

TOTAL

113.150

Costo Anual

Costos de carguío Anual (US$)

ITEM

Escenario Conservador (avance 91 %x disparo) Anfo

Emulsión

Escenario según resultados (avance 96 %x disparo) Anfo

Emulsión

Tronadura

633.438

952.973

633.438

909.656

Perforación

719.477

685.216

719.477

654.070

1.371.300

1.253.500

1.371.300

1.196.523

Operación Traslado

29.450

Personal

15.600

3.640

15.600

3.640

5.513

1.050

5.513

1.002

Ventilación Espera por Ventilación Total Diferencia

56.223

113.150 2.887.928

113.150 2.896.379 8.451 -

2.914.701

2.764.891 149.810

Costo Anual Nuevo Diseño

Costos de carguío Anual (US$) Diseño Mejorado Escenario Conservador (avance 91 %x disparo)

ITEM

Anfo

Emulsión

Escenario según resultados (avance 93 %x disparo) Anfo

Emulsión

Tronadura

633.438

920.261

633.438

899.211

Perforación

719.477

615.296

719.477

600.986

1.371.300

1.253.500

1.371.300

1.224.349

Operación Traslado

29.450

Personal

15.600

3.460

15.600

3.640

5.513

1.050

5.513

1.020

Ventilación

113.150

Espera por Ventilación

2.887.928

Total Diferencia

43.148

-

113.150 2.793.567 94.361 -

2.901.626

2.729.206 172.420

Costo Oportunidad

• Por espera de Ventilación (considerado)

• Por Optimización de Diseño (considerado) • Por acceder anticipadamente a los sectores productivos (no considerado) • Por control de pérdida del producto (no considerado) • Disminución de Almacenes (Polvorines) (no considerado) • Por Control de Daño (fortificación) (no considerado) • Por Sobre excavación (no considerado) • Por menor acuñadura (no considerado)

F I N

GRACIAS POR SU ATENCION ¿PREGUNTAS?

GRACIAS UNA VEZ MAS..... HASTA UNA PROXIMA OPRTUNIDAD Contacto: AL CORREO [email protected]

Túneles

Quilleco

Confluencia

Kennedy

La Línea Confluencia

Sistema de Gasificación

El producto se genera (sensibiliza) una vez bombeado dentro de la perforación

Transporte y Almacenamiento

Transporte y almacenamiento de la matriz UG-06

Faena Confluencia

Equipo Bombeador Serie UBT